(57)【要約】【課題】  煙管を通過した排気ガスの余熱と缶体内の水との熱交換とを促進して給湯効率を更に改善することのできる給湯機を提供すること。【解決手段】  バーナー１３の上部に配置された熱交換器及び排気室１６Ａを備えて給湯機１０が構成されている。熱交換器は、缶体１１と、排気ガスの通路を形成して缶体内の水と熱交換を行う煙管１７とを含む。排気室の一部を形成する缶体の頂壁１１Ａの上面側には、艶消しの黒色耐熱塗料による塗装面Ｐが形成され、当該塗装面Ｐにより、排気室１６Ａ内に排気された排気ガスの余熱を吸熱促進して給湯効率を改善する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナーの上部に配置された熱交換器と、この熱交換器の頂壁上方に設けられた排気室とを備えた給湯機において、
前記熱交換器は、缶体と、当該缶体内に配置されるとともに前記バーナーの燃焼に伴う排気ガスの通路を形成して缶体内の水と熱交換を行う煙管とを含み、
前記排気室の一部を形成する缶体の頂壁に熱交換促進部を形成したことを特徴とする給湯機。
【請求項２】
前記熱交換促進部は、前記頂壁の上面側に耐熱塗料の塗装面を設けることにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の給湯機。
【請求項３】
前記耐熱塗料は、艶消し黒色塗料であることを特徴とする請求項２記載の給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯機に係り、更に詳しくは、煙管を通過した後の排気ガスの余熱を有効利用して給湯効率を高めることのできる給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、バーナーの上部に熱交換器を配置し、当該熱交換器内に給水された水をバーナーの燃焼熱と熱交換して給湯管より給湯を行う給湯機が知られている。この給湯機は、バーナーと、当該バーナーの上部に設けられた熱交換器とを含んで構成されている。熱交換器は、缶体と、当該缶体内に配置された複数の煙管と、各煙管内に収容されるとともに、煙管内における排気ガスの通過時間を遅延させて熱交換効率を高めるバッフルとにより構成されている。ここで、煙管は、下端が前記燃焼室側に開放しているとともに上端が缶体の頂壁に形成された穴内に位置して上部の排気室に連通する構成とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述した給湯機は、バーナーの燃焼に伴う排気ガスが煙管を通過するときに、各煙管回りに収容された缶体内の水と熱交換して排気室に排気されるが、当該排気ガスは依然として高い温度を保ったまま排気されるのが通常である。このことは、排気室内の排気ガスを更に熱交換に利用する余地が残されていることになる。
しかしながら、公知の給湯機は、煙管回りの熱交換効率を向上させることに終始しているのが実状である。
そこで、本発明者が鋭意研究した結果、金属板からなる缶体の頂壁側に熱交換促進部を設けることにより、排気室内における排気ガスの余熱を更に効果的に利用できることを知見した。
［発明の目的］
【０００４】
本発明は、前記知見に基づいて案出されたものであり、その目的は、煙管を通過した排気ガスの余熱と缶体内の水との熱交換を促進して給湯効率を更に改善することのできる給湯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明は、バーナーの上部に配置された熱交換器と、この熱交換器の頂壁上方に設けられた排気室とを備えた給湯機において、
前記熱交換器は、缶体と、当該缶体内に配置されるとともに前記バーナーの燃焼に伴う排気ガスの通路を形成して缶体内の水と熱交換を行う煙管とを含み、
前記排気室の一部を形成する缶体の頂壁に熱交換促進部を形成する、という構成を採っている。
【０００６】
本発明における熱交換促進部は、前記頂壁の上面側に耐熱塗料の塗装面を設けることにより構成することができる。この際、耐熱塗料としては、艶消し黒色塗料を採用することが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、バーナーの燃焼に伴う排気ガスが煙管を通過するときに当該煙管回りの水と熱交換されて排気室に排気されることとなる。排気室の一部を形成する頂壁上面側に排気ガスが排気されたときに、当該頂壁に対して接触することとなる。このとき、排気ガスの余熱は、熱交換促進部、具体的には、艶消しの黒色塗料によって塗装された頂壁に吸熱促進され、当該頂壁下における缶体内の水と効率良く熱交換されることになる。従って、本発明によれば、煙管を通過した後の排気ガスが有する余熱を更に効率良く利用することで給湯効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１には、本実施形態における給湯機の概略構成図が示されている。この図において、給湯機１０は、略円筒状の外形を備えて内部に水の収容空間を形成する缶体１１と、この缶体１１の底部側に設けられた燃焼室１２と、当該燃焼室１２に向かって側方から火炎を形成するように配置されたバーナー１３と、前記燃焼室１２の上壁１２Ａと缶体１１の頂壁１１Ａとの間に配置されるとともに下端が燃焼室１２内に開放する一方、上端が頂壁１１Ａの上方に配置された消音装置１６の排気室１６Ａに開放して排気ガスの通路を形成する複数の煙管１７と、これら煙管１７内に配置されるとともに、前記缶体１１及び煙管１７と共に熱交換器を構成するバッフル１８と、缶体１１の外周壁部分に設けられた給水管１９及び給湯管２０とを備えて構成されている。
【０００９】
前記バッフル１８は一枚の細長い金属片を用いて形成されている。このバッフル１８は、略鉛直面内で上下方向に延びる本体片２１と、この本体片２１に連なるとともに当該本体片２１の面に対して略直交する方向に向かって上下交互に折り曲げられたバッフルプレート２２とにより構成され、これにより、煙管１７内にバッフル１８を配置したときに、当該煙管１７の下方から上方に向かう排気ガスが、略ジグザグの軌跡に沿う流れとなり、排気ガスの煙管１７内における通過時間が確保されて効率良く熱交換が行えるようになっている。なお、本実施形態におけるバッフル１８は、中心のバッフル１８を除き、前記本体片２１が缶体１１の中心を中心とした仮想円の接線方向に沿う向きで煙管１７内に収容されている。
【００１０】
前記缶体１１において、頂壁１１Ａの上面側、すなわち、排気室１６Ａに臨む面には、熱交換促進部としての塗装面Ｐが設けられている。この塗装面Ｐは、艶消しの耐熱黒色塗料によるものであり、本実施形態では、アサヒペン社製の商品名「耐熱塗料 silicon resin paint 耐熱温度６００℃」が採用されている。
【００１１】
以上の構成において、バーナー１３の燃焼による高温度の排気ガスは前記煙管１７を通り、消音装置１６を経て外部に放出される。排気ガスが煙管１７を通過する際には、本体片２１と、これに連なるバッフルプレート２２との存在により、略ジグザグの軌跡に沿うように通過することとなる。従って、排気ガスは、煙管１７に沿う直線的な流れとはならずに煙管１７の内壁面との接触時間を確保しつつ当該煙管１７回りの水との熱交換を効率よく行うようになる。
【００１２】
煙管１７を通過した排気ガスは、排気室１６Ａ内に流れて前記塗装面Ｐに接することとなる。このとき、塗装面Ｐは、当該塗装を施さない場合に比べて吸熱作用を奏するようになり、従って、頂壁１２直下の水は、排気室１６Ａ内の排気ガスの余熱を利用して更に熱交換されることとなる。
【００１３】
従って、このような実施形態によれば、煙管１７回りの熱交換と、頂壁１２面からの熱交換とを行うに際し、頂壁１２面での吸熱作用を促進させることができ、頂壁に塗装を施さない従来タイプの給湯機に比べて給湯効率を高めることが可能となる。
【００１４】
以下に、本発明の効果を確認するため、塗装面Ｐを設けた場合と、当該塗装面Ｐを設けない場合の実施例１と比較例１を示す。
【００１５】
［実施例１］
給湯機：ヤマハリビングテック社製  商品名ＫＧ２−３８０ＶＳ
燃料消費量        ５リットル／ｈ
給湯量（流量）  １７リットル／ｈ
頂壁塗装面：アサヒペン社製［耐熱塗料 silicon resin paint 耐熱温度６００℃］
塗膜形成方法：スプレー１回塗り
測定器：東京航空計器社製  「精密流量計  型式ＣＦＭ−Ｓ−Ｏ」
【００１６】
［比較例１］
給湯機：ヤマハリビングテック株式会社製  商品名ＫＧ２−３８０ＶＳ
燃料消費量        ５リットル／ｈ
給湯量（流量）  １７リットル／ｈ
頂壁塗装無し
測定器：東京航空計器社製  「精密流量計  型式ＣＦＭ−Ｓ−Ｏ」
【００１７】
前記実施例１及び比較例１を各３回行ったときの結果を以下の表１に示す。
【００１８】
【表１】
2005061798.tif 000003
【００１９】
表１から明らかなように、本発明の給湯機は平均で０．８％程度給湯効率が高いことが理解される。なお、連続給湯効率は、以下によって求められる。
１）連続給湯出力
給湯温度と給水温度の差が３５±１degでバーナーが最大燃費で連続運転するように通水量を調節する。給湯温度と給水温度との差が安定した時の通水流量及び給湯温度と給水温度の差を測定し、次式より求める。
連続給湯出力＝（Ｔ２−Ｔ１）×Ｑ×4.186/1000  （MJ/h）・・・（１）
ここで、Ｔ１：給水温度（℃）  Ｔ２：給湯温度（℃）  Ｑ：通水流量（L/h）
２）連続給湯効率
燃料消費量（L/h）及び連続給湯出力から、次式より求める。
連続給湯効率＝連続給湯出力×100/（ν×34.49）  （％）・・・（２）
ここで、ν：燃料消費量（L/h）  34.49：灯油１Ｌ当りの低発熱量（MJ/L）
【００２０】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施の形態に対し、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した構成は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではない。
例えば、前記実施形態では、艶消し黒色塗料を缶体の頂壁上面側に塗装することにより熱交換促進部を形成したが、例えば、黒色以外の暗色系の塗料を用いても給湯効率を高めることが期待できる。
また、塗装面Ｐは、煙管１７の内周面や、燃焼室１２の上壁１２Ａの下面に付加的に設けることができる。
更に、排気室１６Ａに排気されたガスを頂壁１１Ａに沿わせる適当なガイド部材等を設け、頂壁との接触時間を長く確保できるようにして当該頂壁による吸熱を促進させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、主に、一般家庭における給湯システムの給湯機として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る給湯機の概略構成図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１０…給湯機、１１…缶体（熱交換器）、１１Ａ…頂壁、１３…バーナー、１６Ａ…排気室、１７…煙管（熱交換器）、１８…バッフル（熱交換器）、Ｐ…塗装面（熱交換促進部）
【図１】
2005061798.tif 000004
【図２】
2005061798.tif 000005